强化研磨喷射时间对内圈沟道尺寸和残余应力的影响

以SKF61910深沟球轴承内圈加工为例,基于Abaqus/Explicit建立强化研磨三维随机碰撞模型,分析强化研磨喷射时间对轴承内圈沟道尺寸和残余应力的影响,结果表明:随喷射时间增加,在2 min前内圈沟道尺寸增大,2～12 min时内圈沟道尺寸减小,12 min后不再显著变化;随喷射时间增加,轴承内圈沟道表面残余应力先增大后趋于稳定。实际强化研磨试验后测量内圈沟道尺寸和残余应力变化,结果与仿真分析变化趋势一致,且误差在允许范围之内。     

轴承强化研磨加工时间对沟道表面残余压应力的影响

通过试验探讨了在轴承强化研磨加工中加工时间对套圈沟道表面残余压应力的影响。试验结果表明,加工时间对残余压应力影响反应很快,开始加工时间区段,随着加工时间的增加,残余压应力增大,随着时间的推移,增加速度变慢并逐渐趋于稳定。     

强化研磨加工的仿真及试验

强化研磨加工可改善轴承零件表面残余应力状态,介绍了新型强化研磨机的结构和工作原理,利用有限元分析软件建立强化研磨加工的碰撞分析模型,并对深沟球轴承套圈进行了强化研磨试验,结果表明,该方法可以使轴承零件加工表面产生残余压应力,提高工件服役可靠性。     

强化研磨喷射压力对轴承表面残余应力的影响

为研究强化研磨加工与轴承工件强度之间的关系,首先从理论上分析表面残余压应力对轴承工件裂纹扩展速率的影响,并通过实验验证强化研磨对提高轴承表面残余应力具有显著效果。结果表明,在保证工件粗糙度的情况下,要提高轴承表面残余应力,在强化研磨加工中喷射压力最好控制在0.4-0.6MPa。     

强化研磨时工件转速对轴承套圈表面加工质量的影响

强化研磨是一种基于复合加工方法的抗疲劳、抗腐蚀、抗磨损金属材料精密加工技术,利用该技术可加工出具有残余应力的轴承套圈。为了提高强化研磨轴承套圈的加工质量,在其他工艺参数保持不变的情况下,对工件转速进行了单一变量试验,通过检测轴承套圈内圈沟道表面粗糙度与硬度的变化,分析了工件转速对加工质量的影响及作用机制。     

轴承套圈强化研磨表面残余应力试验研究

结合疲劳裂纹扩展原理,分析残余压应力对材料表面的疲劳裂纹扩展速率的影响。采用电磁无心夹具对轴承套圈进行定位,利用新型轴承强化研磨机对轴承套圈表面进行加工,基于X射线衍射法测定轴承套圈加工后的表面残余应力。试验结果表明,强化研磨加工使轴承套圈表面的残余压应力增大,提高工件服役可靠性。     

强化研磨微纳加工残余应力的数值模拟分析

为了探究强化研磨微纳加工中磨粒喷射速度和喷射角度对残余应力场分布的影响,采用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟,建立了表面覆盖为100%的单颗粒磨粒撞击GCr15轴承钢靶材的模型。利用单一控制变量的方法对比了不同速度和不同角度下仿真模拟靶材表面残余应力的大小以及残余应力层深。研究结果表明,强化研磨微纳加工可以在靶材引入0.09~0.143 mm的残余应力层,最大残余压应力和表面残余压应力值具有一定的正相关性,在喷射角度为5π/12和喷射速度在60 m/s的组合工艺参数下,可以获得最大残余应力。     

强化研磨喷射角度对轴承套圈加工质量的影响

强化研磨是一种新型轴承强化加工方法,集合了强化塑性、研磨微切削以及摩擦化学加工技术。在额定转速时对喷射角度进行单一变量试验,检测轴承套圈内圈沟道表面粗糙度与硬度的变化,分析喷射角度对加工质量的影响及作用机制,并探讨粗糙度与硬度的分布均匀性,以提高加工质量。     

强化研磨中微凹坑对轴承摩擦性能的影响

为了研究强化研磨中产生的微凹坑对轴承摩擦性能的影响,介绍了轴承强化研磨加工的原理,通过对强化研磨加工后的轴承进行摩擦磨损对比试验,对比和分析了轴承的摩擦系数。结果表明:经过强化研磨加工后的轴承钢板的摩擦系数相比未加工的轴承钢板降低了16%-19%;经过对已加工和未加工轴承钢板表面的电镜扫描图像进行对比,进一步验证了经强化研磨加工会使轴承表面产生微凹坑。     

陶瓷加工表面残余应力研究进展

工程陶瓷材料具有高脆硬性,导致断裂强度和韧性对表面残余应力非常敏感。本文综述了工程陶瓷的磨削加工表面和特种加工表面的残余应力研究进展,重点从预应力磨削、电火花加工、超声辅助研磨、激光加工等角度阐述了陶瓷加工表面残余应力形成机理和分布规律。并从表面抛光、喷丸强化处理、退火处理等方式考虑对陶瓷加工表面残余应力分布进行后续调整。     

激光冲击钛合金板料的有限元模拟

激光冲击强化技术（LSP）是一种新型的表面处理技术,它利用激光冲击波作用靶材表面而产生残余压应力场.通过有限元软件模拟（FEM）可以分析激光冲击强化处理后靶材的残余压应力场分布,分析材料表面和深度方向的残余应力场的分布情况.先分析了材料的本构模型、激光冲击波的峰值压力的计算、有限元单元类型的选取、边界条件的处理等条件;再通过有限元软件ABAQUS对激光冲击TC4钛合金板料进行了数值模拟,分析了残余应力场的分布特点.     

空心球轴承接触状态和承载性能理论研究初探

用有限元法对空心球轴承的接触面形状和尺寸、接触应力进行了模拟计算,研究了空心球轴承的承栽性能,不同空心度对球轴承承栽性能的影响进行了分析,为空心球轴承的设计与应用提供指导。     

Finite element analysis and design optimization of low plasticity burnishing process

In the present study, Low Plasticity Burnishing (LPB®) process on the half-space specimen has been simulated using a 3D explicit nonlinear finite element model. The developed finite element model is then used to investigate the effect of main parameters including ball diameter, burnishing force, burnishing feed, and number of passes on the resultant profile of residual stress and plastic deformation. Due to high computational cost associated with the nonlinear finite element model and in order to practically conduct design optimization of the LPB process, the design of experiment combined with the response surface methodology has been used to develop smooth response functions to efficiently and accurately approximate the residual stress profile and plastic deformation over the entire design space. Finally in order to improve the LPB process, a design optimization using the developed response functions has been formulated to obtain the optimum set of parameters such that a deep residual compressive stress with small plastic deformation is generated throughout the thickness of component.     

前稳定杆拉杆球头螺栓断裂问题的分析与解决

为解决道路耐久试验中轿车前稳定杆拉杆球头螺栓断裂问题,对球头螺栓进行了有限元分析.首先由ADAMS/Car悬架多体动力学仿真模型计算得到球头螺栓的载荷,然后使用ABAQUS有限元分析软件计算球头螺栓的应力,仿真结果显示的最大应力位置与实车样件断裂位置基本一致.基于仿真分析结果,对球头螺栓进行结构改进并进行耐久试验验证,试验结果表明,改进设计的球头螺栓是有效和可靠的.     

喷丸残余应力场有限元模拟研究进展

喷丸强化处理工艺可以显著提高金属材料的抗疲劳和抗应力腐蚀等性能,这与喷丸后在金属表面层形成的残余应力场紧密相关,因此对喷丸残余应力的大小及分布进行预测具有重要意义.对近年国内外喷丸残余应力场的有限元模拟进行评述,总结出6种典型的残余应力分析模型,分别是二维轴对称模型、四对称面模型、三对称面模型、双对称面模型、单对称面模...     

钢丝滚道球轴承接触问题有限元分析

运用ANSYS有限元仿真软件以及古典Hertz接触理论,对实际工程中的钢丝滚道球轴承的接触问题进行研究,通过对ANSYS有限元分析得到的接触应力结果与Hertz接触理论推导公式计算的结果进行比较,验证了用ANSYS有限元软件分析钢丝滚道球轴承接触问题的可行性.     

风电偏航轴承接触力分布与疲劳寿命分析

根据风电偏航轴承的结构和受载特点,建立轴承的整体有限元模型并求解联合载荷下的接触力分布.为降低模型复杂性和减小计算规模,通过赫兹接触理论获取滚动钢球与滚道的接触力和变形关系;将这些变形特征赋予非线性的弹簧单元,使弹簧单元与钢球的接触变形特征一致,从而模拟钢球与滚道的接触,并通过经验公式和实验验证了模型的正确性.建立轴承...     

SUS310S不锈钢局部真空电子束焊接接头残余应力及变形研究

作为一种新型焊接方法,局部真空电子束焊接常被用于制造厚大的奥氏体不锈钢焊接接头,而该类接头的焊接残余应力和变形问题受到广泛关注。对板厚40 mm的SUS310S不锈钢局部真空电子束焊接的对接接头进行了研究,并利用光学显微镜表征接头的组织形貌,利用显微硬度计测量接头的硬度分布,采用盲孔法装置和三坐标测量仪测量了接头的残余应力与面外变形。同时,基于ABAQUS有限元软件平台,通过编写用户子程序开发了一种复合热源模型来模拟局部真空电子束焊接过程中的热输入。采用所开发的“热-弹-塑性有限元”计算方法,模拟了接头在局部真空电子束焊条件下的残余应力与变形,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了所开发的“热-弹-塑性有限元方法”的有效性。同时基于数值模拟结果,还详细讨论了局部真空电子束焊厚板对接接头的残余应力分布与焊接变形特征。     

残余应力对航空整体结构件加工变形的影响分析

基于理论计算和有限元模拟,研究了毛坯的初始残余应力对大型整体结构件数控加工变形的影响,对单向 应力作用的矩形截面梁在剥层过程中的变形挠度值进行了求解。结果表明,理论解与有限元计算值是一致的。面 向工程应用,采用ABAQUS有限元软件模拟了残余应力对隔框类整体结构件加工变形的影响,并进行了试验验证。 有限元仿真结果与试验数值非常吻合。最后,根据工件加工变形的有限元模拟结果,提出了提高整体结构件制造 精度的工艺措施。     

SiC_p/Al复合材料铣削残余应力的有限元分析

SiC_p/Al复合材料属于典型难加工材料,大量Si C颗粒离散分布其中,导致在铣削加工高体积分数SiC_p/Al复合材料时,加工表面容易出现应力分布不均现象,严重影响材料的稳定性。为了研究SiC_p/Al复合材料加工表面残余应力,通过ABAQUS有限元分析软件建立了SiC_p/Al复合材料三维铣削有限元模型,并分析了切削工艺参数对残余应力的影响。结果表明:切削速度对残余应力变化影响较小,每齿进给量对残余应力变化影响较大,所得结果与经验计算值吻合较好。